Millenni fa, gli antichi contadini disboscavano la terra per piantare grano e mais, patate e zucca. Hanno allagato i campi per coltivare il riso. Cominciarono ad allevare bestiame. E inconsapevolmente, potrebbero aver alterato fondamentalmente il clima della Terra.

Uno studio pubblicato sulla rivista Rapporti scientifici fornisce nuove prove che le antiche pratiche agricole hanno portato a un aumento delle emissioni atmosferiche dei gas che intrappolano il calore anidride carbonica e metano, un aumento che è continuato da allora, a differenza della tendenza in qualsiasi altro momento della storia geologica della Terra.

Mostra anche che senza questa influenza umana, dall'inizio della Rivoluzione Industriale, il pianeta sarebbe stato probabilmente diretto verso un'altra era glaciale.

"Se non fosse stato per l'agricoltura primitiva, Il clima della Terra sarebbe significativamente più fresco oggi, "dice l'autore principale, Stefano Vavrus, uno scienziato senior presso il Centro per la ricerca climatica dell'Università del Wisconsin-Madison nel Nelson Institute for Environmental Studies. "Le antiche radici dell'agricoltura hanno prodotto abbastanza anidride carbonica e metano per influenzare l'ambiente".

I risultati si basano su un sofisticato modello climatico che ha confrontato il nostro attuale periodo geologico, chiamato Olocene, ad un simile periodo 800, 000 anni fa. Essi mostrano il periodo precedente, chiamato MIS19, era già di 2,3 gradi Fahrenheit (1,3 C) più freddo a livello globale rispetto al tempo equivalente nell'Olocene, intorno all'anno 1850. Questo effetto sarebbe stato più pronunciato nell'Artico, dove il modello mostra che le temperature erano da 9 a 11 gradi Fahrenheit più fredde.

Utilizzando ricostruzioni climatiche basate sui dati delle carote di ghiaccio, il modello ha anche mostrato che mentre MIS19 e l'Olocene iniziavano con concentrazioni simili di anidride carbonica e metano, MIS19 ha visto un calo complessivamente costante di entrambi i gas serra mentre l'Olocene ha invertito la direzione 5, 000 anni fa, raggiungere le massime concentrazioni di entrambi i gas entro il 1850. I ricercatori hanno deliberatamente interrotto il modello all'inizio della rivoluzione industriale, quando le fonti di emissioni di gas serra sono diventate molto più numerose.

Per la maggior parte dei 4,5 miliardi di anni di storia della Terra, il suo clima è stato in gran parte determinato da un fenomeno naturale noto come cicli di Milankovitch, cambiamenti periodici nella forma dell'orbita terrestre attorno al sole, che varia da più circolare a più ellittica, e il modo in cui la Terra oscilla e si inclina sul proprio asse.

Gli astronomi possono calcolare questi cicli con precisione e possono anche essere osservati nei record geologici e paleoecologici. I cicli influenzano la distribuzione della luce solare sul pianeta, portando a periodi glaciali freddi o ere glaciali e periodi interglaciali più caldi. L'ultimo periodo glaciale terminò verso il 12, 000 anni fa e da allora la Terra è stata nell'Olocene, un periodo interglaciale. L'Olocene e MIS19 condividono caratteristiche simili del ciclo di Milankovitch.

Tutti gli altri periodi interglaciali che gli scienziati hanno studiato, compreso MIS19, iniziare con livelli più elevati di anidride carbonica e metano, che diminuiscono gradualmente nel corso di migliaia di anni, portando a condizioni più fresche sulla Terra. In definitiva, le condizioni si raffreddano fino al punto in cui inizia la glaciazione.

Quindici anni fa, coautore dello studio William Ruddiman, paleoclimatologo emerito dell'Università della Virginia, stava studiando il metano e l'anidride carbonica intrappolati nel ghiaccio antartico risalenti a decine di migliaia di anni fa, quando osservò qualcosa di insolito.

"Ho notato che le concentrazioni di metano hanno iniziato a diminuire di circa 10, 000 anni fa e poi ha invertito la direzione 5, 000 anni fa e ho anche notato che anche l'anidride carbonica ha iniziato a diminuire intorno a 10, 000 anni fa e poi ha invertito la direzione circa 7, 000 anni fa, " dice Ruddiman. "Mi ha avvertito che c'era qualcosa di strano in questa interglaciazione ... l'unica spiegazione che potevo fornire è l'agricoltura precoce, che immettono gas serra nell'atmosfera e questo è stato l'inizio di tutto".

Ruddiman chiamò questa ipotesi la prima ipotesi antropogenica e recentemente sono emersi numerosi studi che suggeriscono la sua plausibilità. Documentano la diffusa deforestazione in Europa a partire dal 6, 000 anni fa, l'emergere di grandi insediamenti agricoli in Cina 7, 000 anni fa, più la diffusione delle risaie - robuste fonti di metano - in tutto il nord-est asiatico del 5, 000 anni fa.

Ruddiman e altri hanno anche lavorato per testare l'ipotesi. Ha collaborato con Vavrus, un esperto in modellistica climatica, per molti anni e il loro studio più recente ha utilizzato il Community Climate System Model 4 per simulare ciò che sarebbe accaduto nell'Olocene se non fosse stato per l'agricoltura umana. Offre una risoluzione più elevata rispetto ai modelli climatici utilizzati in precedenza dal team e fornisce nuove informazioni sui processi fisici alla base della glaciazione.

Ad esempio, in una simulazione di MIS19, la glaciazione iniziò con un forte raffreddamento nell'Artico e la successiva espansione del ghiaccio marino e della copertura nevosa per tutto l'anno. Il modello mostrava questo inizio in un'area conosciuta come l'arcipelago canadese, che comprende l'isola di Baffin, dove le temperature estive sono scese di oltre 5 gradi Fahrenheit.

"Questo è coerente con le prove geologiche, "dice Vavrus.

Oggi, l'Artico si sta riscaldando. Ma prima di lodare gli antichi contadini per aver evitato un freddo globale, Vavrus e Ruddiman avvertono che questa fondamentale alterazione del nostro ciclo climatico globale è un territorio inesplorato.

"La gente dice che (il nostro lavoro) invia il messaggio sbagliato, ma la scienza ti porta dove ti porta, " dice Vavrus. "Le cose sono così fuori di testa ora, gli ultimi 2, 000 anni sono stati così al di fuori dei limiti naturali, siamo molto al di là di ciò che è naturale."

La realtà è, non sappiamo cosa succede dopo. E i ghiacciai sono da tempo la principale fonte di acqua dolce della Terra.

"C'è un buon accordo nella comunità degli scienziati del clima sul fatto che abbiamo fermato la prossima glaciazione a lungo, futuro prevedibile, perché anche se smettessimo di immettere anidride carbonica nell'atmosfera, ciò che abbiamo ora rimarrebbe, " dice Ruddiman. "Il fatto fenomenale è, forse abbiamo fermato il ciclo principale del clima terrestre e siamo bloccati in un interglaciale sempre più caldo e sempre più caldo".